▍ Test Coupon：俗稱阻抗條

　　Test Coupon，是用來以 TDR (Time Domain Reflectometer 時域反射計) 來測量所生產(chǎn)的 PCB 的特性阻抗是否滿足設(shè)計的要求，一般要控制的阻抗有單端線和差分對兩種情況，所以 test coupon 上的走線線寬和線距(有差分對時)要與所要控制的線一樣，最重要的是測量時接地點的位置。

　　為了減少接地引線(ground lead) 的電感值，TDR 探棒(probe)接地的地方通常非常接近量信號的地方(probe tip),所以 test coupon 上量測信號的點跟接地點的距離和方式要符合所用的探棒的規(guī)格。

　　▍ 金手指

　　這里的金手指當然不是指加藤鷹啦，金手指(Gold Finger,或稱Edge Connector)設(shè)計的目的,是用來與連接器(Connector)彈片之間的連接進行壓迫接觸而導(dǎo)電互連.之所以選擇金是因為它優(yōu)越的導(dǎo)電性及抗氧化性.你電腦里頭的內(nèi)存條或者顯卡版本那一排金燦燦的東西就是金手指了。

　　那問題來了，金手指上的金是黃金嗎?老wu覺得應(yīng)該是金的，但不是純金。為啥?應(yīng)為純金的硬度不夠，我們看古裝劇里，那些為了驗證金元寶是不是真金的，都會用大門牙去咬一下看看有沒有牙印，老wu不知道這是不是神編劇在鬼扯，但金手指要應(yīng)付經(jīng)常性的插拔動作，所以相對于純金這種“軟金”，金手指一般是電鍍“硬金”，這里的硬金是電鍍合金(也就是Au及其他的金屬的合金)，所以硬度會比較硬。

　　▍ 硬金，軟金

　　硬金:Hard Gold;軟金 soft Gold

　　電鍍軟金是以電鍍的方式析出鎳金在電路板上,它的厚度控制較具彈性。一般則用于COB(Chip On Board)上面打鋁線用，或是手機按鍵的接觸面，而用金手指或其它適配卡、內(nèi)存所用的電鍍金多數(shù)為硬金，因為必須耐磨。

　　想了解硬金及軟金的由來，最好先稍微了解一下電鍍金的流程。姑且不談前面的酸洗過程，電鍍的目基本上就是要將「金」電鍍于電路板的銅皮上，但是「金」與「銅」直接接觸的話會有電子遷移擴散的物理反應(yīng)(電位差的關(guān)系)，所以必須先電鍍一層「鎳」當作阻隔層，然后再把金電鍍到鎳的上面，所以我們一般所謂的電鍍金，其實際名稱應(yīng)該叫做「電鍍鎳金」。

　　而硬金及軟金的區(qū)別，則是最后鍍上去的這層金的成份，鍍金的時候可以選擇電鍍純金或是合金，因為純金的硬度比較軟，所以也就稱之為「軟金」。因為「金」可以和「鋁」形成良好的合金，所以COB在打鋁線的時候就會特別要求這層純金的厚度。

　　另外，如果選擇電鍍金鎳合金或是金鈷合金，因為合金會比純金來得硬，所以也就稱之為「硬金」。

　　▍ 通孔：Plating Through Hole(PTH)

　　電路板不同層中導(dǎo)電圖形之間的銅箔線路就是用這種孔導(dǎo)通或連接起來的，但卻不能插裝組件引腿或者其他增強材料的鍍銅孔。印制電路板(PCB)是由許多的銅箔層堆疊累積形成的。銅箔層彼此之間不能互通是因為每層銅箔之間都鋪上了一層絕緣層，所以他們之間需要靠導(dǎo)通孔(via)來進行訊號鏈接，因此就有了中文導(dǎo)通孔的稱號。

　　通孔也是最簡單的一種孔，因為制作的時候只要使用鉆頭或激光直接把電路板做全鉆孔就可以了，費用也就相對較便宜?？墒窍鄬Φ?，有些電路層并不需要連接這些通孔，但過孔卻是全板貫通，這樣就會形成浪費，特別是對于高密度HDI板的設(shè)計，電路板寸土寸金。所以通孔雖然便宜，但有時候會多用掉一些PCB的空間。

　　▍ 盲孔：Blind Via Hole(BVH)

　　將PCB的最外層電路與鄰近內(nèi)層以電鍍孔連接，因為看不到對面，所以稱為「盲孔」。為了增加PCB電路層的空間利用，應(yīng)運而生「盲孔」工藝。

　　盲孔位于電路板的頂層和底層表面，具有一定的深度，用于表層線路同下面內(nèi)層線路的連接，孔的深度一般有規(guī)定的比率(孔徑)。這種制作方式需要特別注意，鉆孔深度一定要恰到好處，不注意的話會造成孔內(nèi)電鍍困難。因此也很少有工廠會采用這種制作方式。其實讓事先需要連通的電路層在個別電路層的時候先鉆好孔，最后再黏合起來也是可以的，但需要較為精密的定位和對位裝置。

　　▍ 埋孔：Buried Via Hole (BVH)

　　埋孔，就是印制電路板(PCB)內(nèi)部任意電路層間的連接，但沒有與外層導(dǎo)通，即沒有延伸到電路板表面的導(dǎo)通孔的意思。

　　這個制作過程不能通過電路板黏合后再進行鉆孔的方式達成，必須要在個別電路層的時候就進行鉆孔操作，先局部黏合內(nèi)層之后進行電鍍處理，最后全部黏合。由于操作過程比原來的導(dǎo)通孔和盲孔更費勁，所以價格也是最貴的。這個制作過程通常只用于高密度的電路板，增加其他電路層的空間利用率。

　　我們在畫好PCB后，將其發(fā)送給PCB板廠打樣或者是批量生產(chǎn)，我們在給板廠下單時，會附上一份PCB加工工藝說明文檔，其中有一項就是要注明選用哪種PCB表面處理工藝，而且不同的PCB表面處理工藝，其會對最終的PCB加工報價產(chǎn)生比較大的影響，不同的PCB表面處理工藝會有不同的收費，下邊咱們科普一些關(guān)于PCB表面處理工藝的術(shù)語。

　　▍ 為什么要對PCB表面進行特殊處理?

　　因為銅在空氣中很容易氧化，銅的氧化層對焊接有很大的影響，很容易形成假焊、虛焊，嚴重時會造成焊盤與元器件無法焊接，正因如此，PCB在生產(chǎn)制造時，會有一道工序，在焊盤表面涂(鍍)覆上一層物質(zhì)，保護焊盤不被氧化。

　　目前國內(nèi)板廠的PCB便面處理工藝有：噴錫(HASL，hot air solder leveling 熱風(fēng)整平)、沉錫、沉銀、OSP(防氧化)、化學(xué)沉金(ENIG)、電鍍金等等，當然，特殊應(yīng)用場合還會有一些特殊的PCB表面處理工藝。

　　對比不同的PCB表面處理工藝，他們的成本不同，當然所用的場合也不同，只選對的不選貴的，目前還沒有最完美的PCB表面處理工藝能夠適合所有應(yīng)用場景(這里講的是性價比，即以最低的價格就能滿足所有的PCB應(yīng)用場景)，所以才會有這么多的工藝來讓我們選擇，當然每一種工藝都各有千秋，存在的既是合理的，關(guān)鍵是我們要認識他們用好他們。

　　下邊來對比一下不同的PCB表面處理工藝的優(yōu)缺點和適用場景。

　　裸銅板

　　優(yōu)點：成本低、表面平整，焊接性良好(在沒有被氧化的情況下)。

　　缺點：容易受到酸及濕度影響，不能久放，拆封后需在2小時內(nèi)用完，因為銅暴露在空氣中容易氧化;無法使用于雙面板，因為經(jīng)過第一次回流焊后第二面就已經(jīng)氧化了。如果有測試點，必須加印錫膏以防止氧化，否則后續(xù)將無法與探針接觸良好。

　　噴錫板(HASL，Hot Air Solder Levelling，熱風(fēng)整平)

　　優(yōu)點：價格較低，焊接性能佳。

　　缺點：不適合用來焊接細間隙的引腳以及過小的元器件，因為噴錫板的表面平整度較差。在PCB加工中容易產(chǎn)生錫珠(solder bead)，對細間隙引腳(fine pitch)元器件較易造成短路。使用于雙面SMT工藝時，因為第二面已經(jīng)過了一次高溫回流焊，極容易發(fā)生噴錫重新熔融而產(chǎn)生錫珠或類似水珠受重力影響成滴落的球狀錫點，造成表面更不平整進而影響焊接問題。

　　噴錫工藝曾經(jīng)在PCB表面處理工藝中處于主導(dǎo)地位。二十世紀八十年代，超過四分之三的PCB使用噴錫工藝，但過去十年以來業(yè)界一直都在減少噴錫工藝的使用。噴錫工藝制程比較臟、難聞、危險，因而從未是令人喜愛的工藝，但噴錫工藝對于尺寸較大的元件和間距較大的導(dǎo)線而言，卻是極好的工藝。在密度較高的PCB中，噴錫工藝的平坦性將影響后續(xù)的組裝;故HDI板一般不采用噴錫工藝。

　　隨著技術(shù)的進步，業(yè)界現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了適于組裝間距更小的QFP和BGA的噴錫工藝，但實際應(yīng)用較少。目前一些工廠采用OSP工藝和浸金工藝來代替噴錫工藝;技術(shù)上的發(fā)展也使得一些工廠采用沉錫、沉銀工藝。加上近年來無鉛化的趨勢，噴錫工藝使用受到進一步的限制。雖然目前已經(jīng)出現(xiàn)所謂的無鉛噴錫，但這可將涉及到設(shè)備的兼容性問題。

　　OSP(Organic Soldering Preservative，防氧化)

　　優(yōu)點：具有裸銅板焊接的所有優(yōu)點，過期(三個月)的板子也可以重新做表面處理，但通常以一次為限。

　　缺點：容易受到酸及濕度影響。使用于二次回流焊時，需在一定時間內(nèi)完成，通常第二次回流焊的效果會比較差。存放時間如果超過三個月就必須重新表面處理。打開包裝后需在24小時內(nèi)用完。OSP為絕緣層，所以測試點必須加印錫膏以去除原來的OSP層才能接觸針點作電性測試。

　　OSP工藝可以用在低技術(shù)含量的PCB，也可以用在高技術(shù)含量的PCB上，如單面電視機用PCB、高密度芯片封裝用板。對于BGA方面，OSP應(yīng)用也較多。PCB如果沒有表面連接功能性要求或者儲存期的限定，OSP工藝將是最理想的表面處理工藝。但OSP不適合用在少量多樣的產(chǎn)品上面，也不適合用在需求預(yù)估不準的產(chǎn)品上，如果公司內(nèi)電路板的庫存經(jīng)常超過六個月，真的不建議使用OSP表面處理的板子。

　　沉金(ENIG，Electroless Nickel Immersion Gold)

　　優(yōu)點：不易氧化，可長時間存放，表面平整，適合用于焊接細間隙引腳以及焊點較小的元器件。有按鍵PCB板的首選?？梢灾貜?fù)多次過回流焊也不太會降低其可焊性?？梢杂脕碜鳛镃OB(Chip On Board)打線的基材。

　　缺點：成本較高，焊接強度較差，因為使用無電鍍鎳制程，容易有黑盤的問題產(chǎn)生。鎳層會隨著時間氧化，長期的可靠性是個問題。

　　沉金工藝與OSP工藝不同，它主要用在表面有連接功能性要求和較長的儲存期的板子上，如按鍵觸點區(qū)、路由器殼體的邊緣連接區(qū)和芯片處理器彈性連接的電性接觸區(qū)。由于噴錫工藝的平坦性問題和OSP工藝助焊劑的清除問題，二十世紀九十年代沉金使用很廣;后來由于黑盤、脆的鎳磷合金的出現(xiàn)，沉金工藝的應(yīng)用有所減少，不過目前幾乎每個高技術(shù)的PCB廠都有沉金線。

　　考慮到除去銅錫金屬間化合物時焊點會變脆，相對脆的鎳錫金屬間化合物處將出現(xiàn)很多的問題。因此，便攜式電子產(chǎn)品(如手機)幾乎都采用OSP、沉銀或沉錫形成的銅錫金屬間化合物焊點，而采用沉金形成按鍵區(qū)、接觸區(qū)和EMI的屏蔽區(qū)，即所謂的選擇性沉金工藝。

　　沉銀(ENIG，Electroless Nickel Immersion Gold)

　　沉銀比沉金便宜，如果PCB有連接功能性要求和需要降低成本，沉銀是一個好的選擇;加上沉銀良好的平坦度和接觸性，那就更應(yīng)該選擇沉銀工藝。在通信產(chǎn)品、汽車、電腦外設(shè)方面沉銀應(yīng)用得很多，在高速信號設(shè)計方面沉銀也有所應(yīng)用。由于沉銀具有其它表面處理所無法匹敵的良好電性能，它也可用在高頻信號中。EMS推薦使用沉銀工藝是因為它易于組裝和具有較好的可檢查性。但是由于沉銀存在諸如失去光澤、焊點空洞等缺陷使得其增長緩慢(但沒有下降)。

　　沉錫(ENIG，Electroless Nickel Immersion Gold)

　　沉錫被引入表面處理工藝是近十年的事情，該工藝的出現(xiàn)是生產(chǎn)自動化的要求的結(jié)果。沉錫在焊接處沒有帶入任何新元素，特別適用于通信用背板。在板子的儲存期之外錫將失去可焊性，因而沉錫需要較好的儲存條件。另外沉錫工藝中由于含有致癌物質(zhì)而被限制使用。

　　老wu經(jīng)常發(fā)現(xiàn)小伙伴們會對沉金和鍍金工藝傻傻搞不清楚，下邊來對比下沉金工藝和鍍金工藝的區(qū)別和適用場景

　　沉金與鍍金形成的晶體結(jié)構(gòu)不一樣，沉金板較鍍金板更容易焊接，不會造成焊接不良;

　　沉金板只有焊盤上有鎳金，趨膚效應(yīng)中信號的傳輸是在銅層不會對信號有影響;

　　沉金較鍍金晶體結(jié)構(gòu)更致密，不易氧化;

　　沉金板只有焊盤上有鎳金，不會產(chǎn)生金絲造成微短;

　　沉金板只有焊盤上有鎳金，線路上阻焊與銅層結(jié)合更牢固;

　　沉金顯金黃色，較鍍金更黃也更好看;

　　沉金比鍍金軟，所以在耐磨性上不如鍍金，對于金手指板則鍍金效果會更好。